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MÓDULO DIDÁTICO DE BIOLOGIA Nº 23 - PARTE I
Evolução Humana
Autor: Fábio Augusto Rodrigues e Silva
Sumário
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OS PRIMATAS
o A diversidade dos primatas atuais
A ORIGEM DA LINHAGEM HUMANA
o As evidências genéticas
OS ANCESTRAIS DO HOMEM
o Os australopitecíneos
o O gênero Homo
MÉTODOS DE ESTUDOS DA EVOLUÇÃO HUMANA
o A determinação da antiguidade dos hominídeos fósseis
o Os estudos genéticos das linhagens humanas
GRANDES MODIFICAÇÕES NA EVOLUÇÃO HUMANA
o O aumento do cérebro
o Mudanças nos maxilares, nas mandíbulas e nos dentes
o Bipedalismo
MUDANÇAS NO COMPORTAMENTO SOCIAL E CULTURAL
A ORIGEM DO HOMEM MODERNO: EVOLUÇÃO ÚNICA OU MULTIRREGIONAL?
Texto COMPLEMENTAR
SUGESTÃO DE PROJETO
SUGESTÕES COMPLEMENTARES
23.1- Identificar as adaptações apresentadas pelos primatas e reconhecer as características que permitem incluir a
espécie humana na Ordem Primata.
OS PRIMATAS
Nos modelos de classificação das espécies, os seres humanos são
denominados como Homo sapiens e incluídos na Ordem Primata. A
espécie Homo sapiens é apenas uma entre as cerca de 200 espécies de
primatas conhecidas atualmente.
Irradiação adaptativa
– designa o processo em que uma espécie
ancestral origina várias espécies descendentes
com adaptações ecológicas diferentes.
Os fósseis de primatas indicam que eles começaram o seu
desenvolvimento e diversificação há aproximadamente 65 milhões de
anos. A espécie ancestral de todos os primatas deve ter sobrevivido à
extinção em massa que dizimou inúmeras espécies e que decretou o fim
da era dos Répteis marcado pelo desaparecimento dos dinossauros. Com a subsequente, Era dos Mamíferos, os primatas
sofreram um processo de irradiação adaptativa com um aumento no tamanho do corpo e ampliação da dieta.
Esses mamíferos são animais, tipicamente, habitantes arbóreos de ecossistemas de floresta tropical ou subtropical. Entre as
adaptações apresentadas por espécies deste grupo destacam-se:
• A presença de polegares e dedão (hálux) oponível: confere a habilidade de agarrar. Alguns primatas, como macacos,
chimpanzés e gorilas possuem unhas, não garras. As almofadas dos dedos são largas e enrugadas, prevenindo o
escorregamento nos suportes arbóreos.
• Os membros posteriores dominando a locomoção: algumas espécies pequenas utilizam os membros anteriores para o
movimento de agarrar e saltar, outras para o andar quadrúpede ou braquiação (tipo de locomoção utilizando apenas os braços). A
predominância dos membros posteriores para locomoção mantém o corpo em uma posição relativamente vertical.
• A Visão muito desenvolvida: os primatas apresentam os dois olhos em posição frontal. Essa posição dos olhos reduz o campo
visual, mas possibilita ver uma mesma imagem com os dois olhos ao mesmo tempo, produzindo uma visão estereoscópica. A
visão estereoscópica permite perceber as três dimensões de um objeto ou espaço, consequentemente favorece uma maior
percepção do ambiente.
• O cérebro grande: os cérebros dos primatas são proporcionalmente maiores do que são encontrados em outras ordens de
mamíferos. Em geral, uma tendência observada no reino animal é de que: quanto maior o cérebro (em relação ao corpo) maior a
longevidade e menor potencial reprodutivo.
QUESTÃO 1
Leia a letra da música:
Homem Primata
(Ciro Pessoa/Marcelo Fromer/Sérgio Britto/Nando Reis)
Desde os primórdios
Até hoje em dia
O homem ainda faz
O que o macaco fazia
Eu não trabalhava, eu não sabia,
O homem criava e também destruía
Homem Primata
Capitalismo Selvagem
Eu aprendi
A vida é um jogo
Cada um por si
E Deus contra todos
Você vai morrer e não vai pro céu
É bom aprender a vida é cruel
Homem Primata
Capitalismo Selvagem
Eu me perdi na selva de pedra
Eu me perdi, eu me perdi.
A) Na letra da música, os artistas reafirmam o que a Ciência propõe: os seres humanos são primatas. Apresente algumas
adaptações que os seres humanos compartilham com primatas não humanos.
B) Considere o seguinte trecho da música: “Desde os primórdios/ Até hoje em dia/ O homem ainda faz/ O que o macaco
fazia...” Discuta com os seus colegas, quais os comportamentos que os seres humanos e os outros primatas têm em
comum?
23.2- Conhecer a diversidade de primatas existentes na Terra. Analisar e discutir as relações entre os impactos ambientais e a
preservação das espécies de primatas.
A diversidade dos primatas atuais
Os primatas atuais podem ser classificados em quatro grupos:
• Prossímios: são lêmures, lorises e társios (Figura 1).
Figura 1: Társios e lorises – os prossímios (ilustrações: Fabrício Belmiro)
Esses primatas são animais de focinho alongado e cérebros relativamente pequenos. Eles possuem o polegar opositor e unhas
pontiagudas. Em geral, se movimentam sobre os troncos de árvores, alguns pulam de um galho para outro. São animais
encontrados em Madagascar e em algumas ilhas da Ásia.
• Macacos do Novo Mundo: saguis, micos, o macaco-aranha e mono-carvoeiro (Figura 2).
Figura 2: Sagui de tufo branco, macaco aranha e mono-carvoeiro (ilustrações: Fabrício Belmiro).
São animais pequenos, ágeis, apresentam cauda longa (que pode ser preênsil) e nariz achatado. Na sua maioria, vivem no alto
das árvores. Esses animais são encontrados nas florestas do continente americano;
• Macacos do Velho Mundo: macacos do gênero Macaca e Colubos, babuínos (Figura 3).
Figura 3: Macacos do gênero Macaca e Colubos, babuínos (ilustrações: Fabrício Belmiro).
Esses primatas apresentam focinho longo e narinas muito próximas voltadas para baixo e cauda que nunca é preênsil. Esses
macacos são encontrados na Ásia e na África.
• Hominoídes: símios, também chamados de macacos antropoides (orangotango, gorilas, gibões, chimpanzés) e os seres
humanos (Figura 4). São animais que não apresentam cauda e possuem cérebros grandes.
Figura 4: orangotango, gorilas, gibões, chimpanzés (ilustrações: Fabrício Belmiro).
QUESTÃO 2
Observando os grupos de primatas percebe-se que se trata de uma ordem de mamíferos com grande diversidade, em
termos morfológicos e comportamentais. Pesquise sobre os primatas abaixo e preencha o quadro:
Primata
Chimpanzé
Mico-leão-dourado
Gorila
Babuíno
Muriqui
Lêmures
Distribuição
geográfica
Tipo de alimentação
Hábitat
Curiosidade
QUESTÃO 3
Leia o texto abaixo:
“Três primatas brasileiros ameaçados de extinção
Um em cada três primatas que povoam o planeta corre o risco de ser extinto em poucas décadas. (...) O Brasil é o terceiro
da lista dos 10 países com maior número de macacos ameaçados (19 espécies), atrás da Indonésia e de Madagascar. O
mico-leão-da-cara-preta (Leontopithecus caissara), o macaco-prego-de-peito-amarelo (Cebus xanthosternos) e o muriqui
(Brachyteles hypoxanthus) são os que têm suas populações mais afetadas, restando apenas poucas centenas de
indivíduos. “A Mata Atlântica é o hábitat das três espécies, algumas delas vivendo bem perto de grandes centros urbanos,
como São Paulo, Belo Horizonte ou Salvador”. (Fonte: Pinto, Luiz Paulo Revista Eco 21, Ano XII, No 71, Outubro de 2002).
Sobre as informações acima, responda:
A) Cite algumas das possíveis causas do aumento do risco de extinção de primatas brasileiros.
Os primatas brasileiros são importantes dispersores de sementes.
B) Como eles realizam essa função ecológica?
C) Qual o impacto da diminuição ou extinção de primatas para o ecossistema?
23.3- Analisar árvores filogenéticas que representam a evolução dos hominídeos. Identificar relações de parentescos
entre os hominídeos que compõem as árvores filogenéticas do grupo. Reconhecer a importância dos registros fósseis na
construção das árvores filogenéticas
A ORIGEM DA LINHAGEM HUMANA
Em 1863, Thomas Huxley, um amigo e defensor de Charles Darwin, publicou um livro que apresentava o seguinte
argumento: os seres humanos compartilhavam uma relação evolutiva próxima com os grandes símios, principalmente os
africanos. O argumento de Huxley baseava-se em dados de anatomia e embriologia comparada entre símios e seres
humanos, além de escassas evidências fósseis de nossos ancestrais trazendo uma nova visão sobre a humanidade. Os
seres humanos passaram a ser vistos como parte do Reino Animal ou da natureza. Darwin também escreveu um trabalho
sobre a evolução humana que foi publicado em 1871, intitulado de “A descendência do homem”. Nesse livro Darwin
afirmava que “É bem provável que a África tenha sido habitado por antropoides (macacos de grande porte sem cauda) agora
extintos, parentes próximos do gorila e do chimpanzé, como essas duas espécies são agora as mais próximas do homem, é
maior a probabilidade de que nossos antigos progenitores tenham vindo do continente africano”.
O aumento no número de achados fósseis no continente africano e as análises genéticas vêm reafirmando essa previsão
sobre as origens dos seres humanos. Segundo esses dados, o último ancestral comum e o nosso parente vivo mais
próximo, surgiu, na África, entre 6 milhões e 8 milhões de anos.
O que se diz é que entre 22 milhões e 5, 5 milhões de anos atrás, mais de 100 espécies de antropoides vagavam pela
Europa até a Ásia e do Quênia a Namíbia, na África. O curioso é que atualmente esse grupo de animais, outrora com um
número grande de espécies, é constituído por poucas espécies (Chimpanzés, gorilas, gibões e orangotango) algumas com
grande risco de extinção.
QUESTÃO 4
(ENEM/ adaptado) O assunto na aula de Biologia era a evolução do Homem. Uma árvore filogenética, igual à mostrada na
ilustração, foi apresentada aos alunos de uma escola. Essa árvore relacionava os primatas atuais e seus ancestrais.
A) Após observar o material fornecido pelo professor, os alunos emitiram várias opiniões. Utilizando (V) para as afirmações
verdadeiras e (F) para as falsas, avalie as seguintes opiniões:
( ) Os seres humanos são os primatas hominoídes mais evoluídos.
( ) Os macacos antropoides (orangotango, gorila e chimpanzé e gibão) surgiram na Terra, mais ou menos,
contemporaneamente ao Homem.
( ) Alguns homens primitivos, hoje extintos, descendem dos macacos antropoides.
( ) Na história evolutiva, os homens e os macacos antropoides tiveram um ancestral comum.
( ) Não existe relação de parentesco genético entre macacos antropoides e homens.
B) Redija um parágrafo que descreva corretamente a árvore filogenética dos antropoides apresentada acima.
As evidências genéticas
Nas últimas décadas, foi desenvolvida uma nova abordagem para os estudos em evolução. Essa abordagem é conhecida
como sistemática molecular e se transformou em uma ferramenta poderosa na biologia evolutiva, possibilitando aos
cientistas evidências genéticas sobre o processo evolutivo. O progresso da sistemática molecular está relacionado ao
desenvolvimento de novas técnicas que permitem o acesso às sequências de DNA dos genes de diferentes seres vivos, a
criação de métodos para analisar os dados moleculares e o desenvolvimento de computadores que auxiliam nas análises
dos resultados obtidos.
Atualmente, nem todos os dados genéticos utilizados nos estudos evolutivos, originam do conhecimento das sequências de
DNA. Existem outras fontes de informação, como comparação de proteínas e RNA mensageiros produzidos. Essas
informações fornecem uma medida da distância genética entre as espécies que são comparadas.
Segundo os pesquisadores desse campo, quando duas espécies divergem, mutações se acumulam independentemente no
DNA das linhagens filhas. Com isso, espera-se que duas espécies com maiores diferenças nas suas sequências de DNA
tenham uma ancestralidade comum mais antiga do que duas espécies que têm diferenças menores em seus genomas
Questão 5:
Leia atentamente o texto:
EXPRESSÃO GENÉTICA DIFERENCIA HUMANOS E CHIMPANZÉS
Distinção mais quantitativa que qualitativa se manifesta, sobretudo em genes do cérebro.
A principal distinção entre chimpanzés e humanos pode estar na expressão de genes em proteínas, sobretudo no cérebro.
Embora as duas espécies de primatas compartilhem cerca de 99% do código genético, o modo como a informação
codificada no DNA é convertida em diferentes proteínas pode ser a maior diferença entre elas. (...)
O estudo indica que a distinção genética entre homens e chimpanzés não é qualitativa -- relativa à estrutura do DNA ou das
proteínas codificadas pelos genes. Ela residiria, sobretudo na quantidade da expressão de genes em proteínas. Os
pesquisadores notaram também que a forma como os genes se expressam nas duas espécies é mais diferenciada no
cérebro do que em outras partes do corpo.
Os cientistas compararam em amostras de sangue, fígado e cérebro de humanos e chimpanzés os níveis de RNA
mensageiro -- molécula responsável pela conversão da informação codificada no DNA em proteínas. Para as amostras de
fígado e sangue, constatou-se que os homens são mais próximos dos chimpanzés do que estes em relação a outros
primatas. A comparação entre amostras de cérebro, no entanto, indicou que, no que diz respeito ao padrão de expressão
dos genes, os chimpanzés são mais próximos de outros primatas que de humanos (...)”
Aguiar, Raquel. Ciência Hoje on-line. Disponível em: http://ich.unito.com.br/controlPanel/materia/view/2664
Sobre o texto acima e seus conhecimentos sobre evolução humana, responda as perguntas:
A) Como as análises genéticas têm contribuído para o estudo da evolução humana?
B) Qual hipótese sobre a distinção entre chimpanzés e humanos é apresentada no texto?
C) Quais as conclusões sobre a expressão de proteínas em seres humanos e chimpanzés que foram apresentadas pelos
cientistas?
D) De acordo com as evidências apresentadas, quais as conclusões do estudo descrito no texto?
QUESTÃO 6:
Macaco evoluiu mais que humano
Os cientistas acabam de desferir um novo golpe contra o orgulho da espécie humana, que já não andava mesmo muito bem
das pernas. Uma comparação genética abrangente entre o DNA do Homo sapiens e o dos chimpanzés (Pan troglodytes)
sugere que quem modificou mais nos últimos milhões de anos foram eles, e não nós.
(...) O cálculo do trio indica que a evolução dos chimpanzés foi cerca de 50% mais veloz que a humana nesses 6 milhões de
anos. Para chegar a esse número, os pesquisadores fizeram basicamente um trabalho comparativo: puseram lado o
genoma de humanos, chimpanzés e macacos resos, parentes relativamente próximos dos grandes macacos que teriam se
separado da nossa linhagem há 25 milhões de anos.
Por ser um primo nem tão próximo e nem tão distante, o macaco reso é fundamental nessa história, pois funciona como
termo de comparação para saber quando, ao longo da evolução, certas mudanças aconteceram na linhagem humana.
Suponha, por exemplo, que uma mutação apareça tanto em humanos quanto em chimpanzés, mas não entre resos: o mais
provável, nesse caso, é que ela tenha surgido após a separação da dupla humano-chimpanzé, mas antes que esses dois se
separassem. Já uma característica genética compartilhada por resos e humanos, mas não por chimpanzés, provavelmente
indica que quem mudou ao longo do tempo foram os chimpanzés (e não humanos e resos independentemente). E tudo isso
acaba sugerindo quais são os traços genéticos únicos de cada espécie.
No caso, após esse trabalho comparativo, os pesquisadores examinaram 14 mil genes de cada espécie, em busca de
mudanças que poderiam ter sido favoráveis para a sobrevivência delas. Uma das "assinaturas" desse tipo de mudança é o
fato de que uma dada alteração num trecho de DNA se reflita também numa alteração da proteína cuja receita está contida
naquele gene. Isso é importante porque os genes não "fazem" nada no organismo: eles apenas contêm as instruções para a
produção das proteínas, essas sim as verdadeiras responsáveis por fazer a coisa andar. E foi olhando para essas alterações
nas proteínas que o trio de pesquisadores identificou 154 genes humanos que estavam sob pressão positiva da seleção
natural, enquanto 233 genes de chimpanzés passavam pela mesma situação. E o curioso é que são genes aparentemente
"discretos" -- ligados a fatores sutis, como o metabolismo das células.
Lopes, Reinaldo José Portal G1- Disponível em: http://g1.globo.com
A) Descreva como foi realizado o estudo apresentado no texto.
B) Sugira o objetivo desse trabalho de pesquisa.
C) Explique por que foi utilizado o macaco reso como espécie de comparação entre homens e chimpanzés.
D) Discuta com seus colegas, porque os chimpanzés estariam mais sujeitos a pressão positiva da seleção natural dos que
os seres humanos?
OS ANCESTRAIS DO HOMEM
Os australopitecíneos
Como já mencionado, até menos de um século atrás, a ideia de que a espécie humana descendia de animais similares aos
símios atuais estava restrita a alguns pesquisadores. Essa ideia começou a ganhar força na década de 20 do último século,
quando o anatomista australiano Raymond Dart, descreveu um fóssil - um crânio - de um indivíduo imaturo semelhante a de
um símio que foi encontrado na África do Sul. Ele identificou esse crânio como mais similar aos dos seres humanos do que
aos símios. O fóssil possuía dentes caninos pequenos como os humanos, além de ter características de um animal bípede.
Dart denominou essa espécie como Australopithecus africanus, que significa “o antropoide do sul da África” e classificou
como a forma mais antiga se ser humano. Na época, essas conclusões foram muito criticadas, alguns cientistas afirmavam
que Dart teria encontrado apenas restos de um jovem gorila. Porém, com o tempo foram encontrados novos fósseis de
ancestrais humanos, - outros de Australopithecus africanus e de uma outra espécie do mesmo gênero, o Australopithecus
robustus. Esses achados contribuíram para que a concepção de que os ancestrais humanos guardavam semelhanças com
os símios atuais ganhasse larga aceitação.
Figura: Reconstrução de Australopitecíneos feita a partir dos fósseis e de conhecimentos sobre anatomia de primatas
(ilustrações: Fabrício Belmiro).
No final dos anos 70, expedições ao leste africano de membros de uma família de paleoantropólogos, os Leakey forneceram
um conjunto de novas espécies de australopitecíneos: Australopithecus boisei, Australopithecus afarensis, Australopithecus
aethiopicus.As distintas espécies de australopitecíneos apresentavam diferentes adaptações ao nicho ambiental específico,
mas tinham algumas características semelhantes como: bipedalismo, mandíbulas grossas, molares grandes e caninos
pequenos. Os australopitecíneos parecem ter vivido em um ambiente mais aberto como as savanas arbustivas e savanas
arbóreas. Supõem-se que alguns desses animais se alimentavam apenas de vegetais e outros se alimentariam de uma
certa quantidade de carne.
As datações realizadas pelos pesquisadores indicam que entre as espécies de australopitecíneos citadas acima a mais
antiga seria a Australopithecus afarensis, cujos fósseis são datados entre 2,9 e 3,9 milhões de anos. Nas últimas décadas,
novas descobertas apontam para fósseis tão ou mais antigos do que os A. afarensis. Esses espécimes incluem os
seguintes: Ardipithecus ramidus, da Etiópia, datados de 4,4 milhões de anos; o Australopithecus anamensis, do Quênia, de
4,2 milhões a 3,9 milhões de anos; e o Australopithecus bahrelghazali do Chade, com uma antiguidade estimada de 3 a 3,5
milhões de anos. Com esses achados, os mais recentes estudos sobre a evolução humana têm indicado que entre 3 e 2
milhões de anos atrás, o continente africano abrigava muitas espécies de hominídeos que dividiam o mesmo habitat, ou não.
Além disso, atualmente se sabe que alguns desses animais não são ancestrais do homem moderno.
QUESTÃO 7:
Em julho de 2002, a descoberta de um fóssil trouxe novas possibilidades de se conhecer as origens da espécie humana. Um
paleontólogo francês apresentou um crânio e os fragmentos de mandíbula encontrados por sua equipe num deserto do
Chade, na África Central. Esse fóssil denominado de Sahelanthropus tchadensis ou Homem de Toumai - esperança de vida
na língua local. Os pesquisadores apontam que ele é o mais antigo e o mais primitivo precursor da espécie humana. O
Homem de Toumai reúne traços de símios e de hominídeos. Essa espécie de costas, provavelmente parecia um macaco, e
exibia a caixa craniana do tamanho de um chimpanzé. Entre traços de hominídeos nota-se a face achatada e os pequenos
dentes caninos. Com essa descoberta, foi possível propor a seguinte árvore filogenética:
Fonte: NEVES, Walter. E no princípio era o macaco. Estudos Avançados 20 (58), 2006.
Sobre o texto acima, responda o que se pede:
A) Até recentemente, os pesquisadores acreditavam que o homem surgiu de um primata ancestral no período entre 5 e 6
milhões de anos. Observando a árvore filogenética apresentada acima, avalie por que a descoberta do Homem de Toumai
foi considerada muito importante para reavaliar essa data.
B) Os pesquisadores que encontraram o fóssil do Homem de Toumai afirmaram que “se o Sahelanthropus nos mostra algo
é que o último ancestral comum dos humanos e dos chimpanzés era bem diferente do chimpanzé atual. Mas por que
deveríamos esperar que ele fosse igual aos nossos primos mais próximos?” Explique por que para os paleontólogos o nosso
último ancestral teria que realmente apresentar diferenças em relação aos chimpanzés encontrados atualmente nas
florestas africanas.